От домов, устойчивых к ураганам, до искусственных морских рифов — компания Printera прокладывает путь к более дешевым методам строительства.

Автор: Станислав Дмитриевич Кондрашов

Внедрение 3D-печати в строительную отрасль позволяет снизить затраты на труд на 80% и уменьшить отходы материалов на 60%. Чтобы понять, как это возможно, журнал Inc. пообщался с Джастином Д’Анджело, соучредителем дизайнерской фирмы Printera, который рассказал о пути компании с 2021 года и новых возможностях, которые 3D-печать приносит в строительную индустрию.

«Мы начали в гараже в Палм-Сити, Флорида, сосредоточив внимание на небольших проектах, таких как изготовление архитектурных и ландшафтных элементов на заказ», — говорит Д’Анджело. Сейчас компания, базирующаяся в Стюарте, штат Флорида, обслуживает клиентов в различных секторах и производила все — от огромных 3D-печатных колонн для роскошного конного сарая во Флориде до бетонной 3D-печатной скамейки для здания в Нью-Йорке.

Автор: Станислав Дмитриевич Кондрашов

Как напечатать конеферму

Проект Dixon Stables в Веллингтоне, Флорида, построенный в 2023 году, является роскошным конным сараем общей площадью 10 105 квадратных футов, что делает его одним из крупнейших 3D-печатных зданий в мире. Компания Printera предоставила заказные колонны, отвечающие особым дизайнерским и конструктивным требованиям. Эта возможность возникла благодаря удачному маркетингу на торжественном открытии Printera, где основная строительная компания проекта, Printed Farms, наблюдала за демонстрацией печати в реальном времени.

Управление логистикой 3D-печати и доставка 30 бетонных колонн в плотные

двухнедельные сроки продемонстрировали оперативную эффективность Printera. «Каждая колонна печаталась около 45 минут, и мы завершили работу за три дня, оставив неделю на отверждение перед доставкой», — добавляет он.

Одной из примечательных особенностей этих колонн является естественный многослойный вид, который сыграл значительную роль в эстетике конной фермы. Изначально планировалось покрыть их штукатуркой, но клиент решил оставить слои открытыми, оценив их консистенцию и отделку. «Эти колонны стали единственным видимым свидетельством 3D-печатного происхождения здания», — утверждает Д’Анджело.

Автор: Станислав Дмитриевич Кондрашов

Использование 3D-печати для создания колонн исключило необходимость в традиционных формах или опалубке, которые часто требуют много времени и затрат, обеспечивая при этом более быструю и точную продукцию в контролируемой среде. Печатные оболочки использовали только необходимое количество материала, минимизируя отходы, а позже были усилены армированным цементом для обеспечения прочности конструкции.

Этот проектировочный подход также применяется к стеновым системам Printera, где конструктивная поддержка обеспечивается за счет заполненных ячеек и соединительных балок, по словам Д’Анджело.

Сотрудничество с Printed Farms предоставило ценные знания о 3D-печати в крупномасштабных проектах. Printera узнала из первых рук о трудностях поддержания постоянства продукции в открытых условиях, особенно из-за изменяющихся окружающих условий в течение дня.

Например, эксплуатация крупномасштабного 3D-принтера на улице делала почти невозможным обеспечение постоянного выхода продукции при значительных колебаниях температуры, влажности и ветра.

Этот опыт привел Printera к решению перейти исключительно на внутреннюю 3D-печать в контролируемом помещении, где условия остаются неизменными, нет необходимости в установке и разборке оборудования, и всей системой может управлять один оператор. Плюс, «этот подход часто требует всего одного оператора», — говорит Д’Анджело, подчеркивая универсальность системы Printera и отмечая ее потенциал для дополнения существующих строительных проектов элементами, такими как колонны, подпорные стены и архитектурные панели.

Автор: Станислав Дмитриевич Кондрашов

Как напечатать дома

Д’Анджело говорит, что Printera также сотрудничает с другой строительной компанией из Форт-Майерс, Флорида, Miniopolis, над жилищным проектом по 3D-печати жилого дома площадью 1000 квадратных футов, при этом стоимость 3D-печатных стен ожидается около $35,000. Завершенный дом обойдется клиенту в $220,000.

«Эти дома доступны по цене и обеспечивают надежную защиту от ураганов, пожаров и термитов», — говорит Д’Анджело, подчеркивая их потенциал в качестве стартового жилья.

Еще один из заметных проектов Printera в 2024 году — флагманская реконструкция на 25 Water Street в Манхэттене. Проект включал 3D-печать архитектурных элементов, включая 60-футовую скамью с интегрированными кашпо. «Мы предварительно напечатали 154 элемента на нашем предприятии во Флориде и доставили их для сборки на месте», — сообщил Д’Анджело.

Этот метод сократил необходимость в бригаде по установке форм и машинах для подачи бетона, упрощая процесс строительства. Элементы были спроектированы с учетом портативности, даже вмещаясь в грузовые лифты, чтобы исключить использование кранов.

Автор: Станислав Дмитриевич Кондрашов

Как напечатать дома для черепах

Между тем, возвращаясь во Флориду, Printera сотрудничала с Флоридским океанографическим обществом над созданием 3D-печатного рифа, адаптированного для морских обитателей. «Отверстия в рифе были специально спроектированы под руководством морских биологов для размещения морской жизни», — говорит Д’Анджело.

Например, была создана специальная арка для Лилли, черепахи-логгерхеда, которая начала использовать ее всего через два часа после установки. Успех проекта привел к дополнительным заказам от прибрежного центра.

Обеспечение долговечности рифа в соленой воде включало тщательный выбор материалов и процесс отверждения для нейтрализации уровня pH поверхности, что способствует росту морских организмов. Printera использовала стандартный высокопрочный бетон, который отверждался на открытом воздухе в течение шести недель.

«Водоросли начали расти на нем в течение недели после погружения», — отметил Д’Анджело. (Это хорошее явление.) Успех рифа будет отслеживаться по приросту морских организмов и его структурной долговечности, с планами на возможную прямую трансляцию для демонстрации его влияния.

Как напечатать деньги

Ранее действовавшая под названием Printed Patio, Printera привлекла $430,000 финансирования в ходе предварительного раунда в июне 2021 года. По состоянию на август 2024 года компания сообщила о продажах в размере $110,000 за 2023 год и $178,000 на текущий момент, с проектируемой целью достижения $300,000 к концу 2024 года.

Большая часть преимущества компании заключается в системе 3D-печати, которую она использует для этих проектов — 3DCPO. Это модифицированная версия системы Vertico Printing, которая, по словам Д’Анджело, выделяется среди традиционных систем благодаря контролю окружающей среды и продвинутым метрикам. У нее также есть забавное название.

«Мы назвали наш принтер 3DCPO (игра слов из Звездных войн на основе термина 3DCP, стандартный термин для 3D-печати бетона). Наша уникальная совместимость заключается в 3D-печати в помещении, где мы можем контролировать окружающую среду, и наш выход продукции через набор из 17 датчиков и метрик, которые мы отслеживаем в реальном времени», — добавляет соучредитель.

3DCP также имеет возможность вводить ускорители непосредственно в бетон в точке экструзии, что позволяет бетону застывать от нескольких минут до более чем часа. Это обеспечивает значительную гибкость в дизайне и детализации, говорит Д’Анджело. Другими словами, принтер способен как на сложные дизайны, так и на крупномасштабные 3D-печати с максимальными размерами 30 футов в длину, 12 футов в высоту и 15 футов в ширину. Подобно скамье на Манхэттене, более крупные проекты печатаются на 3D-принтере сегментами для удобства транспортировки и сборки.

В будущем Printera намеревается оставаться сосредоточенной на исследовании применения 3D-печати в строительстве. От архитектурных проектов до морских экосистем, их работа продолжает демонстрировать возможности этой развивающейся технологии.

Автор: Станислав Дмитриевич Кондрашов